JP3984502B2 - 車両用自動開閉装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両にヒンジを介して開閉自在に装着される開閉部材を自動的に開閉する車両用自動開閉装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車等の車両には、ドア、バックドア等、車両に開閉自在に装着された開閉部材が随所に設けられている。特に、ワゴン車やワンボックス車等では、車両の後端部にバックドアを設けて車両後方からの荷物の積み下ろし等を容易に行い得るようにしたものが多く見受けられる。通常、このようなバックドアは車両ルーフ後端部に設けられたヒンジを介して装着されており、車両に対して略垂直となる全閉状態と車両に対して略水平となる全開状態との間で上下方向に開閉するようになっている。この場合、バックドアは車両上方に跳ね上げられることになるので、リフトゲートやリヤハッチなどとも呼ばれている。
【０００３】
ところが、このようなバックドアは大型で重い場合が多いため、特に、女性や子供ではその開閉を容易に行うことが困難な場合があった。また、バックドアは全開状態となったときには上方に大きく跳ね上げられることになるため、その開閉はさらに困難なものとなっていた。
【０００４】
そこで、ワンボックス車等のファミリーユースが増加している状況の下、女性や子供でも容易に開閉できるように、バックドアの自動開閉装置を搭載した車両が登場し、増加する傾向にある。また、自動開閉装置を設置すれば運転席から手が届かなくともバックドアを遠隔操作できるため、この利便性からも自動開閉装置の取り付け要請は少なくない。
【０００５】
このようなバックドアの自動開閉装置としては車両のルーフ部つまりは車両外側となるルーフパネルと車室内側の天井パネルとの間にアクチュエータユニットが配置され、このアクチュエータユニットによりバックドアに連結された連結ロッド駆動することでバックドアを開閉動作させるものが知られている。このようなアクチュエータは駆動源として電動モータを有しており、この電動モータの出力は入力ギヤと多段減速ギヤ機構とを介して連結ロッドが連結された出力ギヤに伝達されるようになっている。多段減速ギヤ機構は互いに同軸となる大径ギヤと小径ギヤとが一体となった複数の２段ギヤを有しており、これらの２段ギヤはそれぞれ出力ギヤを支持する支軸と同様に車両に対して垂直に設けられた複数の中間軸に回転自在に支持されている。そして、最も入力ギヤに近い中間軸に設けられた２段ギヤにおける大径ギヤは入力ギヤに噛み合わされ、この２段ギヤの小径ギヤは次段の中間軸に設けられた大径ギヤに噛み合わされ、以降、順次２段ギヤを噛み合わせることにより、所定段数の減速ギヤ列が構成されるようになっている。そして、出力ギヤが最終段の小径ギヤに噛み合わされることにより、入力ギヤの回転が所定の減速比で減速されて出力ギヤに伝達されるようになっている。
【０００６】
したがって、電動モータが正転もしくは逆転すると、その回転運動が所定の回転数に減速されて出力ギヤに伝達され、出力ギヤを揺動運動させることになる。そして、出力ギヤの揺動運動が連結ロッドを介してバックドアの開閉動作に変換されることにより、バックドアが自動的に開閉されるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようなアクチュエータユニットにおける多段減速ギヤ機構では、それぞれの２段ギヤにおける小径ギヤは大径ギヤに対してすべて中間軸の軸方向に対して一方側に配置されており、つまり、それぞれの２段ギヤは中間軸の軸方向に順次重ねた状態で配置されている。そのため、この多段減速ギヤ機構は中間軸方向の厚み寸法が大きくなり、アクチュエータユニットの厚み寸法を大きくすることになる。したがって、このようなアクチュエータユニットを収容する空間をルーフパネルと天井パネルとの間に設けるためには車室内の天井部における天井パネルをルーフパネルに対して下方に設定することになり、車両の居住性を低下させることになっていた。
【０００８】
本発明の目的は、車両用自動開閉装置を薄型化して車両の居住性を向上させることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の車両用自動開閉装置は、車両後端部のルーフ部に配置され、ヒンジを介して車両の後端部に上下方向に開閉自在に装着される開閉部材を自動的に開閉する車両用自動開閉装置であって、入力ギヤが設けられ、電動モータにより駆動される入力軸と、前記車両に垂直に配置される出力軸と該出力軸に設けられる出力ギヤとを備え、前記入力軸よりも車両後方側に配置されるとともに前記開閉部材に連結される出力部材と、前記出力軸に対してそれぞれ平行となって前記入力軸と前記出力軸との間に配置され、それぞれ大径ギヤと小径ギヤとが設けられる複数の中間軸とを有し、相互に隣り合って配置されるそれぞれの中間軸に設けられ相互に噛み合う大径ギヤと小径ギヤとからなるギヤ対の同一面側に、相互に非噛み合い状態となってそれぞれの中間軸に設けられる前記大径ギヤと前記小径ギヤを互いに隣接させて配置し、複数の前記中間軸のうち最も車両前方側の中間軸に設けられた大径ギヤに前記入力ギヤを噛み合わせるとともに、複数の前記中間軸のうち最も車両後方側の中間軸に設けられた小径ギヤに前記出力ギヤを噛み合わせたことを特徴とする。
【００１１】
本発明の車両用自動開閉装置は、前記出力軸にクランクアームを設け、前記クランクアームに前記開閉部材を連結したことを特徴とする。
【００１２】
本発明の車両用自動開閉装置は、前記クランクアームを前記出力ギヤに対して複数の前記中間軸のうち最も出力軸側の中間軸に設けられた大径ギヤと同一側で前記出力軸に固定したことを特徴とする。
【００１３】
本発明の車両用自動開閉装置は、前記クランクアームの先端部を前記大径ギヤに対して前記出力ギヤ側且つ前記出力ギヤの外周面より外側に配置し、前記先端部に前記開閉部材を連結したことを特徴とする。
【００１４】
本発明の車両用自動開閉装置は、前記入力軸は前記電動モータのアマチュアシャフトであり、前記アマチュアシャフトの回転は最も車両前方側の中間軸に電磁クラッチを介して伝達されることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の一実施の形態であるパワーバックドア機構を備えた車両の一部であって、バックドアが全閉状態のときを示す側面図であり、図２は図１に示す車両の一部であって、バックドアが全開状態のときを示す側面図である。また、図３は図２に示すパワーバックドア機構の詳細を示す断面図であり、図４は図３に示すアクチュエータユニットの詳細を示す断面図である。さらに、図５はアクチュエータユニットと連結ロッドとの連結部の詳細を示す斜視図である。
【００１９】
図１、図２に示すように、車両１の後端部には開閉部材としてのバックドア２が設けられている。バックドア２は車両のルーフ部３の後端部にその開閉中心軸４ａを略水平として取り付けられたヒンジ４を介して車両１に開閉自在に装着されており、図１に示すように車両１に対して略垂直となる全閉状態と、図２に示すように車両に対して略水平となる全開状態との間で、開閉中心軸４ａを中心とした約９０度の範囲で上下方向に開閉するようになっている。なお、その開閉範囲も約９０度とは限らず任意の角度に設定してもよい。
【００２０】
車両１には、バックドア２を自動的に開閉するために車両用自動開閉装置としてのパワーバックドア機構１０が設けられており、図３に示すように、このパワーバックドア機構１０はアクチュエータユニット１１と連結ロッド１２とを有している。アクチュエータユニット１１は車両１の後端部におけるルーフ部３つまり車両外側のルーフパネル１３と車室内側の天井パネル１４との間に取付ブラケット１５，１６を介して固定されている。連結ロッド１２は鋼材で形成されたロッド部１２ａの両端にボールジョイントのソケット１２ｂ、１２ｃを固定した構造となっており、その一端がバックドア２の開閉中心軸４ａから離れた位置にて湾曲状に一体的に延設されるアーム１７の先端部に設けられたボールジョイントのスタッド１７ａに連結されている。また、天井パネル１４には開口部１４ａが形成されており、連結ロッド１２はこの開口部１４ａからルーフ部３内に挿通され、その他端がアクチュエータユニット１１に連結されている。この開口部１４ａについては、ゴム等の弾性部材で形成されたダストカバー等を取り付けるようにしてもよい。そして、この連結ロッド１２の他端をアクチュエータユニット１１により駆動することで、バックドア２の開閉動作が行われるようになっている。
【００２１】
図４に示すように、アクチュエータユニット１１は電動モータ２０と減速ギヤ機構２１とを有しており、電動モータ２０は減速ギヤ機構２１のギヤケース２２に図示しない締結部材により固定されている。ギヤケース２２はクラッチ収容部２３とこのクラッチ収容部２３より車両上下方向の厚みが薄いギヤ収容部２４とを有しており、クラッチ収容部２３に対してギヤ収容部２４が車両後方側となるように配置されている。電動モータ２０の入力軸としてのアマチュアシャフト２５はクラッチ収容部２３の内部に突出しており、このアマチュアシャフト２５のクラッチ収容部２３の内部に突出した部分における外周面には入力ギヤとしてのウォーム２６が形成されている。
【００２２】
ギヤ収容部２４の内部には、軸方向を車両１に対して垂直としてギヤケース２２に固定された出力軸としての支持ピン３０と、この支持ピン３０にボールベアリング３１を介して回転自在に取り付けられた出力ギヤ３２とを有する出力部材としての出力ギヤユニット３３が設けられている。そして、出力ギヤ３２の、その回転中心軸つまり支持ピン３０から所定距離離れた位置にはボールジョイントのスタッド３２ａが設けられ、連結ロッド１２のボールジョイントのソケット１２ｃはこのスタッド３２ａに連結されている。つまり出力ギヤ３２は連結ロッド１２を介してバックドア２に連結されている。この場合、図５に示すように、ギヤケース２２の車両１の下方側となる面には、連結ロッド１２のボールジョイントのソケット１２ｃが突出・移動するためのスリット３４が形成されている。したがって、出力ギヤ３２が所定の範囲内で揺動運動することにより、ボールジョイントのソケット１２ｃはこのスリット３４の範囲内で同様に揺動運動することになる。この揺動範囲は、一方側の揺動端が車両１の前方側に位置し、他方側の揺動端が車両１の後方側に位置するようになっている。これにより、出力ギヤ３２の揺動運動は連結ロッド１２を介してバックドア２の開閉運動に変換され、バックドア２が開閉動作されることになる。
【００２３】
また、ギヤケース２２にはそれぞれ車両上側もしくは下側から出力ギヤ３２に摺接する樹脂製のシュー３５，３６がそれぞれねじ部材３７，３８により固定されており、これらのシュー３５，３６により連結ロッド１２を介してバックドア２から出力ギヤ３２に入力される軸方向の荷重が支持されるようになっている。これにより、連結ロッド１２からの荷重により出力ギヤ３２が軸方向へ撓み変形することを防止するようになっている。
【００２４】
減速ギヤ機構２１はクラッチ収容部２３とギヤ収容部２４とにまたがって収容されており、アマチュアシャフト２５の回転を減速して出力ギヤ３２に伝達するようになっている。この減速ギヤ機構２１はクラッチ収容部２３の内部においてボールベアリング４０，４１によりギヤケース２２に回転自在に支持された中間軸としてのピニオンシャフト４２と、ギヤ収容部２４の内部においてボールベアリング４３，４４によりギヤケース２２に回転自在に支持された中間軸としてのサブシャフト４５とが設けられており、それぞれのシャフト４２，４５はその軸方向が支持ピン３０と平行つまり車両１に垂直となるように配置されている。また、それぞれのシャフト４２，４５はアマチュアシャフト２５と支持ピン３０との間に位置して、サブシャフト４５はピニオンシャフト４２より車両後方側に配置されている。
【００２５】
ピニオンシャフト４２にはアマチュアシャフト２５に形成されたウォーム２６と噛み合う大径ギヤとしてのウォームホイル４６が回転自在に設けられており、電動モータ２０が作動することによりウォーム２６を介してウォームホイル４６が回転されるようになっている。このとき、ウォームホイル４６はピニオンシャフト４２に対して回転自在に設けられているので、ウォームホイル４６が回転してもピニオンシャフト４２は回転しない。また、このピニオンシャフト４２にはウォームホイル４６に対して車両下側に隣接して小径ギヤとしてのピニオンギヤ４７が設けられている。このピニオンギヤ４７はウォームホイル４６より小径に形成され、その歯数もウォームホイル４６より少ないものとなっている。そして、このピニオンギヤ４７はピニオンシャフト４２に固定されており、ピニオンシャフト４２と一体に回転するようになっている。
【００２６】
また、減速ギヤ機構２１には、クラッチ収容部２３の内部に収容された電磁クラッチ５０を有している。この電磁クラッチ５０はウォームホイル４６とピニオンギヤ４７との間を、動力伝達状態と動力遮断状態とに切り替えるための所謂摩擦式の電磁クラッチであり、互いに摩擦面５１ａ，５２ａを対向させて配置された駆動ディスク５１と従動ディスク５２およびコイル部５３とを有している。
【００２７】
駆動ディスク５１は鋼材により形成されており、ウォームホイル４６にスプライン結合されることによりウォームホイル４６と一体に回転するとともにウォームホイル４６の軸方向つまりピニオンシャフト４２の軸方向に移動自在となっている。一方、従動ディスク５２はピニオンシャフト４２に固定されており、ピニオンシャフト４２と一体に回転するようになっている。コイル部５３は従動ディスク５２の背部つまり車両上方側に位置してギヤケース２２に固定されており、図示しない給電ユニットから供給される電力により電磁力を生じることができるようになっている。そして、コイル部５３が電磁力を生じると、駆動ディスク５１が従動ディスク５２に近づくように軸方向に移動されて、それぞれのディスク５１，５２がその摩擦面５１ａ，５２ａにおいて互いに圧着されることになる。これにより、ウォームホイル４６はそれぞれのディスク５１，５２を介してピニオンシャフト４２と固定された動力伝達状態となり、ウォームホイル４６の回転がピニオンギヤ４７に伝達されることになる。また、コイル部５３への電力の供給を停止されると、それぞれのディスク５１，５２間の摩擦力が減少して、ウォームホイル４６とピニオンギヤ４７とは動力遮断状態となる。
【００２８】
サブシャフト４５には、大径ギヤとしての大径スパーギヤ６０と小径ギヤとしての小径スパーギヤ６１とが設けられており、これらのスパーギヤ６０，６１はともにサブシャフト４５に固定されてそれぞれサブシャフト４５とともに一体に回転するようになっている。
【００２９】
大径スパーギヤ６０はピニオンギヤ４７より大径に形成されており、ピニオンギヤ４７と噛み合わされてピニオンギヤ４７とともにギヤ対を形成している。これにより、ピニオンギヤ４７の回転は減速されて大径スパーギヤ６０に伝達されるようになっている。また、小径スパーギヤ６１は大径スパーギヤ６０より小径に形成され、また、出力ギヤ３２よりも小径に形成されており、出力ギヤ３２と噛み合わされて出力ギヤ３２とともにギヤ対を形成している。これにより、小径スパーギヤ６１の回転は減速して出力ギヤ３２に伝達されるようになっている。したがって、ピニオンギヤ４７の回転は、これらの２つのスパーギヤ６０，６１を介して２段階に減速されて出力ギヤ３２に伝達されるようになっている。
【００３０】
このように、ギヤケース２２内に設けられた減速ギヤ機構２１により、電動モータ２０のアマチュアシャフト２５の回転は、ウォーム２６、ウォームホイル４６、ピニオンギヤ４７および２つのスパーギヤ６０，６１を介して多段に減速されて出力ギヤ３２に伝達されるようになっている。
【００３１】
ここで、大径スパーギヤ６０はその車両１に対する上下方向の位置が、ピニオンギヤ４７とほぼ同一であるとともに、出力ギヤ３２の車両下方面側に位置して配置されている。また、小径スパーギヤ６１はその車両１に対する上下方向の位置が、大径スパーギヤ６０の車両上方面側であるとともに、ウォームホイル４６とほぼ同一に配置されている。つまり、それぞれ隣り合うピニオンシャフト４２とサブシャフト４５に設けられ、相互に非噛み合い状態となるウォームホイル４６と小径スパーギヤ６１は、それぞれこれらのシャフト４２，４５に設けられて相互に噛み合うピニオンギヤ４７と大径スパーギヤ６０とからなるギヤ対の同一面側つまり車両上方面側に配置されている。また、アマチュアシャフト２５に形成されたウォーム２６と支持ピン３０に設けられた出力ギヤ３２とは、それぞれその車両上下方向の位置がウォームホイル４６および小径スパーギヤ６１とほぼ同一とされている。これにより、ギヤケース２２内にてそれぞれのギヤにより形成されるギヤ列は、ウォーム２６、ウォームホイル４６、小径スパーギヤ６１および出力ギヤ３２からなる車両上方側の列と、ピニオンギヤ４７と大径スパーギヤ６０とからなる車両下方側の列との２段の列により形成されることになる。したがって、これらのギヤによって形成されるギヤ列が要する車両上下方向の厚み寸法はこれらのギヤの上下方向２列分の厚み寸法に収まることになり、その寸法は小さく押さえられることになる。そして、このような配置により、減速ギヤ機構２１の減速段数を増すためにさらにギヤ数を増した場合であっても、その厚み寸法を薄くすることができる。
【００３２】
このように、本発明のアクチュエータユニット１１では、相互に非噛み合い状態となってそれぞれ隣り合うピニオンシャフト４２とサブシャフト４５に設けられるウォームホイル４６と小径スパーギヤ６１を、それぞれこれらのシャフト４２，４５に設けられて相互に噛み合うピニオンギヤ４７と大径スパーギヤ６０とからなるギヤ対の同一面側つまり車両上方面側に配置するようにしたので、これらのギヤによって形成されるギヤ列が要する車両上下方向の厚み寸法はこれらのギヤの上下方向２列分の幅寸法に収まることになり、このアクチュエータユニット１１の車両上下方向の厚み寸法を薄くすることができる。したがって、車室内における天井パネル１４をより上方に設定することが可能となり、この車両１の居住性等を向上させることができる。
【００３３】
また、本発明のアクチュエータユニット１１では、出力ギヤユニット３３がアマチュアシャフト２５つまり電動モータ２０よりも車両後方側に配置されているので、アクチュエータユニット１１の車両後方側における車両上下方向の寸法を特に小さくすることができる。したがって、たとえば図１に示す車両１のように、デザイン性を向上させるために車両１のルーフパネル１３の後端部を車両１の下方向に傾斜させることにより、ルーフパネル１３と天井パネル１４との間のスペースがより薄くされた場合であってもこのアクチュエータユニット１１を配置させることができる。
【００３４】
次に、このような構造のパワーバックドア機構１０の作動について説明する。
【００３５】
まず、図１に示すように、バックドア２が全閉状態となっているときに図示しないバックドア開閉スイッチをオンすると、車両１に搭載された図示しないバッテリから電動モータ２０に電流が供給され、アマチュアシャフト２５が所定の方向に回転を開始する。そして、このアマチュアシャフト２５の回転が減速ギヤ機構２１を介して伝達されることにより、出力ギヤ３２が所定の方向に回転運動し、連結ロッド１２を作動させてバックドア２が図２に示す全開状態に向けて開動作することになる。そして、バックドア２が図２に示す全開状態となると電動モータ２０は停止されることになる。反対に、バックドア２が全開状態のときに図示しないバックドア開閉スイッチがオフされると電動モータ２０は逆転され、それにともない出力ギヤ３２も逆転されてバックドア２は閉動作することになる。
【００３６】
図６は図４に示すアクチュエータユニットの変形例を示す断面図であり、図７は図６に示すクランクアームの変形例を示す断面図である。図６、図７においては前述した部材に対応する部材には同一の符号が付されている。
【００３７】
図６に示すアクチュエータユニット７０は、その基本的な構造は図４に示すアクチュエータユニット１１と同様な構造となっている。このアクチュエータユニット７０では、アクチュエータユニット１１において出力ギヤ３２を支持するためにギヤケース２２に固定されて設けられていた支持ピン３０に替えて、ボールベアリング７１，７２によりギヤケース２２に回転自在に支持される出力軸としての出力シャフト７３が設けられている。そして、この出力シャフト７３にはクランクアーム７４が固定されている。つまり、減速ギヤ機構２１を介して出力ギヤ３２に伝達されるアマチュアシャフト２５の回転は、さらに出力シャフト７３を介してクランクアーム７４に伝達され、クランクアーム７４を揺動運動させるようになっている。そして、連結ロッド１２はボールジョイントのソケット１２ｃがこのクランクアーム７４の先端部７４ａに設けられたボールジョイントのスタッド７４ｃに連結されるようになっており、クランクアーム７４の揺動運動をバックドア２に伝達するようになっている。
【００３８】
このクランクアーム７４はその固定部７４ｂが、出力ギヤ３２に対してサブシャフト４５に設けられた大径スパーギヤ６０と同一側つまり車両下方側にて出力シャフト７３に固定されており、また、その先端部７４ａが大径スパーギヤ６０に対して出力ギヤ３２側つまり車両上方側であり、且つ、出力ギヤ３２の外周面より外側に配置されるように曲げて形成されている。したがって、クランクアーム７４の固定部７４ｂは、減速ギヤ機構２１におけるピニオンギヤ４７と大径スパーギヤ６０とからなる車両下方側の列の延長上に位置することになり、また、その先端部７４ａはウォーム２６、ウォームホイル４６、小径スパーギヤ６１および出力ギヤ３２からなる車両上方側の列の延長上に位置することになる。したがって、このクランクアーム７４は、減速ギヤ機構２１を構成するギヤ列の車両上下方向の厚み寸法の範囲内に位置することになり、このようなクランクアーム７４を用いた場合であってもこのアクチュエータユニット７０の車両上下方向の厚み寸法を薄くすることができる。また、連結ロッド１２は、このクランクアーム７４の先端部７４ａに車両下側において連結されるようになっているので、この先端部７４ａにおけるボールジョイントのソケット１２ｃも減速ギヤ機構２１を構成するギヤ列の車両上下方向の厚み寸法の範囲内に位置することになり、このアクチュエータユニット７０の車両上下方向の厚み寸法を拡大しない。また、クランクアーム７４により揺動運動される連結ロッド１２の揺動半径は、クランクアーム７４の先端部７４ａが出力ギヤ３２の外周面より外側に配置されていることにより、出力ギヤ３２に連結される場合よりも大きなものとなる。つまり、このクランクアーム７４により、出力ギヤ３２を大型化しなくとも連結ロッド１２の揺動ストロークを拡大することができる。
【００３９】
このように、本発明のアクチュエータユニット７０では、クランクアーム７４をその固定部７４ｂにおいて出力ギヤ３２の車両下方側にて出力シャフト７３に固定し、また、その先端部７４ａを車両上方側であり、且つ、出力ギヤ３２の外周面より外側に配置されるように曲げて形成し、さらに、連結ロッド１２をこのクランクアーム７４の先端部７４ａの車両下側に連結するようにしたので、このクランクアーム７４と連結ロッド１２のボールジョイントのソケット１２ｃとが減速ギヤ機構２１を構成するギヤ列の車両上下方向の厚み寸法内に収まることになり、このアクチュエータユニット７０の車両上下方向の厚み寸法を薄くすることができる。
【００４０】
また、クランクアームとしては、図６に示す形状に限らず、図７に示すように、出力ギヤ３２に対して出力シャフト７３の車両上下方向の両側で固定される形状のクランクアーム７５としてもよい。これにより、クランクアーム７５の剛性が向上することになり、連結ロッド１２からクランクアーム７５に入力されるバックドア２からの荷重を確実に支持することができる。また、連結ロッド１２のボールジョイントのソケット１２ｃが連結されるスタッド７４ｃが固定される面を車両に垂直にも配置することが可能になるので、連結ロッド１２の配置の自由度を向上させることができる。
【００４１】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。たとえば、前記実施の形態においては、出力軸としてギヤケース２２に固定された支持ピン３０が用いられ、この支持ピン３０に対して出力ギヤ３２が回転自在に設けられているが、これに限らず、ギヤケース２２にボールベアリング等により回転自在に支持された出力シャフトを設け、出力ギヤ３２をこの出力シャフトに固定するようにしてもよい。また、中間軸としてギヤケース２２に回転自在に支持されたピニオンシャフト４２とサブシャフト４５とを設け、これらのシャフト４２，４５にギヤを固定することによりそれぞれのギヤが回転自在となるようにされているが、これに限らず、中間軸をギヤケース２２に固定されたピン部材として、これらのピン部材に対してボールベアリング等により回転自在にギヤを設けるようにしてもよい。
【００４２】
また、前記実施の形態においては、減速ギヤ機構２１にはウォームホイル４６とピニオンギヤ４７とを動力伝達状態と動力遮断状態とに切り替える電磁クラッチ５０が設けられているが、これに限らず、電磁クラッチ５０を用いず、ウォームホイル４６を直接ピニオンシャフト４２に固定するようにしてもよい。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、入力ギヤの回転を減速して出力ギヤに伝達する複数の大径ギヤおよび小径ギヤによって形成されるギヤ列が要する軸方向の幅寸法をこれらのギヤの軸方向の２列分の幅寸法に収めることができるので、この車両用自動開閉装置の厚み寸法を薄くすることができる。
【００４５】
また、本発明によれば、車両用自動開閉装置の厚み寸法を薄くすることができるので、この車両用自動開閉装置を車両のルーフ部に配置した場合には、車室内における天井パネルをより上方に設定することが可能となり、車両の居住性等を向上させることができる。
【００４６】
さらに、本発明によれば、出力部材は入力軸より車両後方側に配置されているので、アクチュエータユニットの車両後方側における車両上下方向の寸法を特に小さくすることができる。したがって、車両の後端部におけるルーフパネルが車両の下方向に傾斜させられてより上下方向に薄くなったルーフ部にもこの車両用自動開閉装置を配置させることができる。
【００４７】
さらに、本発明によれば、クランクアームは大径ギヤと小径ギヤとによるギヤ列の厚み寸法の範囲内に収められるので、この車両用自動開閉装置の厚み寸法を薄くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態であるパワーバックドア機構を備えた車両の一部であって、バックドアが全閉状態のときを示す側面図である。
【図２】図１に示す車両の一部であって、バックドアが全開状態のときを示す側面図である。
【図３】図２に示すパワーバックドア機構の詳細を示す断面図である。
【図４】図３に示すアクチュエータユニットの詳細を示す断面図である。
【図５】アクチュエータユニットと連結ロッドとの連結部の詳細を示す斜視図である。
【図６】図４に示すアクチュエータユニットの変形例を示す断面図である。
【図７】図６に示すクランクアームの変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 車両
２ バックドア
３ ルーフ部
４ ヒンジ
４ａ 開閉中心軸
１０ パワーバックドア機構
１１ アクチュエータユニット
１２ 連結ロッド
１２ａ ロッド部
１２ｂ、１２ｃ ソケット
１３ ルーフパネル
１４ 天井パネル
１４ａ 開口部
１５，１６ 取付ブラケット
１７ アーム
１７ａ スタッド
２０ 電動モータ
２１ 減速ギヤ機構
２２ ギヤケース
２３ クラッチ収容部
２４ ギヤ収容部
２５ アマチュアシャフト
２６ ウォーム
３０ 支持ピン
３１ ボールベアリング
３２ 出力ギヤ
３２ａ スタッド
３３ 出力ギヤユニット
３４ スリット
３５，３６ シュー
３７，３８ ねじ部材
４０，４１ ボールベアリング
４２ ピニオンシャフト
４３，４４ ボールベアリング
４５ サブシャフト
４６ ウォームホイル
４７ ピニオンギヤ
５０ 電磁クラッチ
５１ 駆動ディスク
５１ａ 摩擦面
５２ 従動ディスク
５２ａ 摩擦面
５３ コイル部
６０ 大径スパーギヤ
６１ 小径スパーギヤ
７０ アクチュエータユニット
７１，７２ ボールベアリング
７３ 出力シャフト
７４ クランクアーム
７４ａ 先端部
７４ｂ 固定部
７４ｃ スタッド
７５ クランクアーム
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両にヒンジを介して開閉自在に装着される開閉部材を自動的に開閉する車両用自動開閉装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車等の車両には、ドア、バックドア等、車両に開閉自在に装着された開閉部材が随所に設けられている。特に、ワゴン車やワンボックス車等では、車両の後端部にバックドアを設けて車両後方からの荷物の積み下ろし等を容易に行い得るようにしたものが多く見受けられる。通常、このようなバックドアは車両ルーフ後端部に設けられたヒンジを介して装着されており、車両に対して略垂直となる全閉状態と車両に対して略水平となる全開状態との間で上下方向に開閉するようになっている。この場合、バックドアは車両上方に跳ね上げられることになるので、リフトゲートやリヤハッチなどとも呼ばれている。
【０００３】
ところが、このようなバックドアは大型で重い場合が多いため、特に、女性や子供ではその開閉を容易に行うことが困難な場合があった。また、バックドアは全開状態となったときには上方に大きく跳ね上げられることになるため、その開閉はさらに困難なものとなっていた。
【０００４】
そこで、ワンボックス車等のファミリーユースが増加している状況の下、女性や子供でも容易に開閉できるように、バックドアの自動開閉装置を搭載した車両が登場し、増加する傾向にある。また、自動開閉装置を設置すれば運転席から手が届かなくともバックドアを遠隔操作できるため、この利便性からも自動開閉装置の取り付け要請は少なくない。
【０００５】
このようなバックドアの自動開閉装置としては車両のルーフ部つまりは車両外側となるルーフパネルと車室内側の天井パネルとの間にアクチュエータユニットが配置され、このアクチュエータユニットによりバックドアに連結された連結ロッド駆動することでバックドアを開閉動作させるものが知られている。このようなアクチュエータは駆動源として電動モータを有しており、この電動モータの出力は入力ギヤと多段減速ギヤ機構とを介して連結ロッドが連結された出力ギヤに伝達されるようになっている。多段減速ギヤ機構は互いに同軸となる大径ギヤと小径ギヤとが一体となった複数の２段ギヤを有しており、これらの２段ギヤはそれぞれ出力ギヤを支持する支軸と同様に車両に対して垂直に設けられた複数の中間軸に回転自在に支持されている。そして、最も入力ギヤに近い中間軸に設けられた２段ギヤにおける大径ギヤは入力ギヤに噛み合わされ、この２段ギヤの小径ギヤは次段の中間軸に設けられた大径ギヤに噛み合わされ、以降、順次２段ギヤを噛み合わせることにより、所定段数の減速ギヤ列が構成されるようになっている。そして、出力ギヤが最終段の小径ギヤに噛み合わされることにより、入力ギヤの回転が所定の減速比で減速されて出力ギヤに伝達されるようになっている。
【０００６】
したがって、電動モータが正転もしくは逆転すると、その回転運動が所定の回転数に減速されて出力ギヤに伝達され、出力ギヤを揺動運動させることになる。そして、出力ギヤの揺動運動が連結ロッドを介してバックドアの開閉動作に変換されることにより、バックドアが自動的に開閉されるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようなアクチュエータユニットにおける多段減速ギヤ機構では、それぞれの２段ギヤにおける小径ギヤは大径ギヤに対してすべて中間軸の軸方向に対して一方側に配置されており、つまり、それぞれの２段ギヤは中間軸の軸方向に順次重ねた状態で配置されている。そのため、この多段減速ギヤ機構は中間軸方向の厚み寸法が大きくなり、アクチュエータユニットの厚み寸法を大きくすることになる。したがって、このようなアクチュエータユニットを収容する空間をルーフパネルと天井パネルとの間に設けるためには車室内の天井部における天井パネルをルーフパネルに対して下方に設定することになり、車両の居住性を低下させることになっていた。
【０００８】
本発明の目的は、車両用自動開閉装置を薄型化して車両の居住性を向上させることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の車両用自動開閉装置は、車両後端部のルーフ部に配置され、ヒンジを介して車両の後端部に上下方向に開閉自在に装着される開閉部材を自動的に開閉する車両用自動開閉装置であって、入力ギヤが設けられ、電動モータにより駆動される入力軸と、前記車両に垂直に配置される出力軸と該出力軸に設けられる出力ギヤとを備え、前記入力軸よりも車両後方側に配置されるとともに前記開閉部材に連結される出力部材と、前記出力軸に対してそれぞれ平行となって前記入力軸と前記出力軸との間に配置され、それぞれ大径ギヤと小径ギヤとが設けられる複数の中間軸とを有し、相互に隣り合って配置されるそれぞれの中間軸に設けられ相互に噛み合う大径ギヤと小径ギヤとからなるギヤ対の同一面側に、相互に非噛み合い状態となってそれぞれの中間軸に設けられる前記大径ギヤと前記小径ギヤを互いに隣接させて配置し、複数の前記中間軸のうち最も車両前方側の中間軸に設けられた大径ギヤに前記入力ギヤを噛み合わせるとともに、複数の前記中間軸のうち最も車両後方側の中間軸に設けられた小径ギヤに前記出力ギヤを噛み合わせたことを特徴とする。
【００１１】
本発明の車両用自動開閉装置は、前記出力軸にクランクアームを設け、前記クランクアームに前記開閉部材を連結したことを特徴とする。
【００１２】
本発明の車両用自動開閉装置は、前記クランクアームを前記出力ギヤに対して複数の前記中間軸のうち最も出力軸側の中間軸に設けられた大径ギヤと同一側で前記出力軸に固定したことを特徴とする。
【００１３】
本発明の車両用自動開閉装置は、前記クランクアームの先端部を前記大径ギヤに対して前記出力ギヤ側且つ前記出力ギヤの外周面より外側に配置し、前記先端部に前記開閉部材を連結したことを特徴とする。
【００１４】
本発明の車両用自動開閉装置は、前記入力軸は前記電動モータのアマチュアシャフトであり、前記アマチュアシャフトの回転は最も車両前方側の中間軸に電磁クラッチを介して伝達されることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の一実施の形態であるパワーバックドア機構を備えた車両の一部であって、バックドアが全閉状態のときを示す側面図であり、図２は図１に示す車両の一部であって、バックドアが全開状態のときを示す側面図である。また、図３は図２に示すパワーバックドア機構の詳細を示す断面図であり、図４は図３に示すアクチュエータユニットの詳細を示す断面図である。さらに、図５はアクチュエータユニットと連結ロッドとの連結部の詳細を示す斜視図である。
【００１９】
図１、図２に示すように、車両１の後端部には開閉部材としてのバックドア２が設けられている。バックドア２は車両のルーフ部３の後端部にその開閉中心軸４ａを略水平として取り付けられたヒンジ４を介して車両１に開閉自在に装着されており、図１に示すように車両１に対して略垂直となる全閉状態と、図２に示すように車両に対して略水平となる全開状態との間で、開閉中心軸４ａを中心とした約９０度の範囲で上下方向に開閉するようになっている。なお、その開閉範囲も約９０度とは限らず任意の角度に設定してもよい。
【００２０】
車両１には、バックドア２を自動的に開閉するために車両用自動開閉装置としてのパワーバックドア機構１０が設けられており、図３に示すように、このパワーバックドア機構１０はアクチュエータユニット１１と連結ロッド１２とを有している。アクチュエータユニット１１は車両１の後端部におけるルーフ部３つまり車両外側のルーフパネル１３と車室内側の天井パネル１４との間に取付ブラケット１５，１６を介して固定されている。連結ロッド１２は鋼材で形成されたロッド部１２ａの両端にボールジョイントのソケット１２ｂ、１２ｃを固定した構造となっており、その一端がバックドア２の開閉中心軸４ａから離れた位置にて湾曲状に一体的に延設されるアーム１７の先端部に設けられたボールジョイントのスタッド１７ａに連結されている。また、天井パネル１４には開口部１４ａが形成されており、連結ロッド１２はこの開口部１４ａからルーフ部３内に挿通され、その他端がアクチュエータユニット１１に連結されている。この開口部１４ａについては、ゴム等の弾性部材で形成されたダストカバー等を取り付けるようにしてもよい。そして、この連結ロッド１２の他端をアクチュエータユニット１１により駆動することで、バックドア２の開閉動作が行われるようになっている。
【００２１】
図４に示すように、アクチュエータユニット１１は電動モータ２０と減速ギヤ機構２１とを有しており、電動モータ２０は減速ギヤ機構２１のギヤケース２２に図示しない締結部材により固定されている。ギヤケース２２はクラッチ収容部２３とこのクラッチ収容部２３より車両上下方向の厚みが薄いギヤ収容部２４とを有しており、クラッチ収容部２３に対してギヤ収容部２４が車両後方側となるように配置されている。電動モータ２０の入力軸としてのアマチュアシャフト２５はクラッチ収容部２３の内部に突出しており、このアマチュアシャフト２５のクラッチ収容部２３の内部に突出した部分における外周面には入力ギヤとしてのウォーム２６が形成されている。
【００２２】
ギヤ収容部２４の内部には、軸方向を車両１に対して垂直としてギヤケース２２に固定された出力軸としての支持ピン３０と、この支持ピン３０にボールベアリング３１を介して回転自在に取り付けられた出力ギヤ３２とを有する出力部材としての出力ギヤユニット３３が設けられている。そして、出力ギヤ３２の、その回転中心軸つまり支持ピン３０から所定距離離れた位置にはボールジョイントのスタッド３２ａが設けられ、連結ロッド１２のボールジョイントのソケット１２ｃはこのスタッド３２ａに連結されている。つまり出力ギヤ３２は連結ロッド１２を介してバックドア２に連結されている。この場合、図５に示すように、ギヤケース２２の車両１の下方側となる面には、連結ロッド１２のボールジョイントのソケット１２ｃが突出・移動するためのスリット３４が形成されている。したがって、出力ギヤ３２が所定の範囲内で揺動運動することにより、ボールジョイントのソケット１２ｃはこのスリット３４の範囲内で同様に揺動運動することになる。この揺動範囲は、一方側の揺動端が車両１の前方側に位置し、他方側の揺動端が車両１の後方側に位置するようになっている。これにより、出力ギヤ３２の揺動運動は連結ロッド１２を介してバックドア２の開閉運動に変換され、バックドア２が開閉動作されることになる。
【００２３】
また、ギヤケース２２にはそれぞれ車両上側もしくは下側から出力ギヤ３２に摺接する樹脂製のシュー３５，３６がそれぞれねじ部材３７，３８により固定されており、これらのシュー３５，３６により連結ロッド１２を介してバックドア２から出力ギヤ３２に入力される軸方向の荷重が支持されるようになっている。これにより、連結ロッド１２からの荷重により出力ギヤ３２が軸方向へ撓み変形することを防止するようになっている。
【００２４】
減速ギヤ機構２１はクラッチ収容部２３とギヤ収容部２４とにまたがって収容されており、アマチュアシャフト２５の回転を減速して出力ギヤ３２に伝達するようになっている。この減速ギヤ機構２１はクラッチ収容部２３の内部においてボールベアリング４０，４１によりギヤケース２２に回転自在に支持された中間軸としてのピニオンシャフト４２と、ギヤ収容部２４の内部においてボールベアリング４３，４４によりギヤケース２２に回転自在に支持された中間軸としてのサブシャフト４５とが設けられており、それぞれのシャフト４２，４５はその軸方向が支持ピン３０と平行つまり車両１に垂直となるように配置されている。また、それぞれのシャフト４２，４５はアマチュアシャフト２５と支持ピン３０との間に位置して、サブシャフト４５はピニオンシャフト４２より車両後方側に配置されている。
【００２５】
ピニオンシャフト４２にはアマチュアシャフト２５に形成されたウォーム２６と噛み合う大径ギヤとしてのウォームホイル４６が回転自在に設けられており、電動モータ２０が作動することによりウォーム２６を介してウォームホイル４６が回転されるようになっている。このとき、ウォームホイル４６はピニオンシャフト４２に対して回転自在に設けられているので、ウォームホイル４６が回転してもピニオンシャフト４２は回転しない。また、このピニオンシャフト４２にはウォームホイル４６に対して車両下側に隣接して小径ギヤとしてのピニオンギヤ４７が設けられている。このピニオンギヤ４７はウォームホイル４６より小径に形成され、その歯数もウォームホイル４６より少ないものとなっている。そして、このピニオンギヤ４７はピニオンシャフト４２に固定されており、ピニオンシャフト４２と一体に回転するようになっている。
【００２６】
また、減速ギヤ機構２１には、クラッチ収容部２３の内部に収容された電磁クラッチ５０を有している。この電磁クラッチ５０はウォームホイル４６とピニオンギヤ４７との間を、動力伝達状態と動力遮断状態とに切り替えるための所謂摩擦式の電磁クラッチであり、互いに摩擦面５１ａ，５２ａを対向させて配置された駆動ディスク５１と従動ディスク５２およびコイル部５３とを有している。
【００２７】
駆動ディスク５１は鋼材により形成されており、ウォームホイル４６にスプライン結合されることによりウォームホイル４６と一体に回転するとともにウォームホイル４６の軸方向つまりピニオンシャフト４２の軸方向に移動自在となっている。一方、従動ディスク５２はピニオンシャフト４２に固定されており、ピニオンシャフト４２と一体に回転するようになっている。コイル部５３は従動ディスク５２の背部つまり車両上方側に位置してギヤケース２２に固定されており、図示しない給電ユニットから供給される電力により電磁力を生じることができるようになっている。そして、コイル部５３が電磁力を生じると、駆動ディスク５１が従動ディスク５２に近づくように軸方向に移動されて、それぞれのディスク５１，５２がその摩擦面５１ａ，５２ａにおいて互いに圧着されることになる。これにより、ウォームホイル４６はそれぞれのディスク５１，５２を介してピニオンシャフト４２と固定された動力伝達状態となり、ウォームホイル４６の回転がピニオンギヤ４７に伝達されることになる。また、コイル部５３への電力の供給を停止されると、それぞれのディスク５１，５２間の摩擦力が減少して、ウォームホイル４６とピニオンギヤ４７とは動力遮断状態となる。
【００２８】
サブシャフト４５には、大径ギヤとしての大径スパーギヤ６０と小径ギヤとしての小径スパーギヤ６１とが設けられており、これらのスパーギヤ６０，６１はともにサブシャフト４５に固定されてそれぞれサブシャフト４５とともに一体に回転するようになっている。
【００２９】
大径スパーギヤ６０はピニオンギヤ４７より大径に形成されており、ピニオンギヤ４７と噛み合わされてピニオンギヤ４７とともにギヤ対を形成している。これにより、ピニオンギヤ４７の回転は減速されて大径スパーギヤ６０に伝達されるようになっている。また、小径スパーギヤ６１は大径スパーギヤ６０より小径に形成され、また、出力ギヤ３２よりも小径に形成されており、出力ギヤ３２と噛み合わされて出力ギヤ３２とともにギヤ対を形成している。これにより、小径スパーギヤ６１の回転は減速して出力ギヤ３２に伝達されるようになっている。したがって、ピニオンギヤ４７の回転は、これらの２つのスパーギヤ６０，６１を介して２段階に減速されて出力ギヤ３２に伝達されるようになっている。
【００３０】
このように、ギヤケース２２内に設けられた減速ギヤ機構２１により、電動モータ２０のアマチュアシャフト２５の回転は、ウォーム２６、ウォームホイル４６、ピニオンギヤ４７および２つのスパーギヤ６０，６１を介して多段に減速されて出力ギヤ３２に伝達されるようになっている。
【００３１】
ここで、大径スパーギヤ６０はその車両１に対する上下方向の位置が、ピニオンギヤ４７とほぼ同一であるとともに、出力ギヤ３２の車両下方面側に位置して配置されている。また、小径スパーギヤ６１はその車両１に対する上下方向の位置が、大径スパーギヤ６０の車両上方面側であるとともに、ウォームホイル４６とほぼ同一に配置されている。つまり、それぞれ隣り合うピニオンシャフト４２とサブシャフト４５に設けられ、相互に非噛み合い状態となるウォームホイル４６と小径スパーギヤ６１は、それぞれこれらのシャフト４２，４５に設けられて相互に噛み合うピニオンギヤ４７と大径スパーギヤ６０とからなるギヤ対の同一面側つまり車両上方面側に配置されている。また、アマチュアシャフト２５に形成されたウォーム２６と支持ピン３０に設けられた出力ギヤ３２とは、それぞれその車両上下方向の位置がウォームホイル４６および小径スパーギヤ６１とほぼ同一とされている。これにより、ギヤケース２２内にてそれぞれのギヤにより形成されるギヤ列は、ウォーム２６、ウォームホイル４６、小径スパーギヤ６１および出力ギヤ３２からなる車両上方側の列と、ピニオンギヤ４７と大径スパーギヤ６０とからなる車両下方側の列との２段の列により形成されることになる。したがって、これらのギヤによって形成されるギヤ列が要する車両上下方向の厚み寸法はこれらのギヤの上下方向２列分の厚み寸法に収まることになり、その寸法は小さく押さえられることになる。そして、このような配置により、減速ギヤ機構２１の減速段数を増すためにさらにギヤ数を増した場合であっても、その厚み寸法を薄くすることができる。
【００３２】
このように、本発明のアクチュエータユニット１１では、相互に非噛み合い状態となってそれぞれ隣り合うピニオンシャフト４２とサブシャフト４５に設けられるウォームホイル４６と小径スパーギヤ６１を、それぞれこれらのシャフト４２，４５に設けられて相互に噛み合うピニオンギヤ４７と大径スパーギヤ６０とからなるギヤ対の同一面側つまり車両上方面側に配置するようにしたので、これらのギヤによって形成されるギヤ列が要する車両上下方向の厚み寸法はこれらのギヤの上下方向２列分の幅寸法に収まることになり、このアクチュエータユニット１１の車両上下方向の厚み寸法を薄くすることができる。したがって、車室内における天井パネル１４をより上方に設定することが可能となり、この車両１の居住性等を向上させることができる。
【００３３】
また、本発明のアクチュエータユニット１１では、出力ギヤユニット３３がアマチュアシャフト２５つまり電動モータ２０よりも車両後方側に配置されているので、アクチュエータユニット１１の車両後方側における車両上下方向の寸法を特に小さくすることができる。したがって、たとえば図１に示す車両１のように、デザイン性を向上させるために車両１のルーフパネル１３の後端部を車両１の下方向に傾斜させることにより、ルーフパネル１３と天井パネル１４との間のスペースがより薄くされた場合であってもこのアクチュエータユニット１１を配置させることができる。
【００３４】
次に、このような構造のパワーバックドア機構１０の作動について説明する。
【００３５】
まず、図１に示すように、バックドア２が全閉状態となっているときに図示しないバックドア開閉スイッチをオンすると、車両１に搭載された図示しないバッテリから電動モータ２０に電流が供給され、アマチュアシャフト２５が所定の方向に回転を開始する。そして、このアマチュアシャフト２５の回転が減速ギヤ機構２１を介して伝達されることにより、出力ギヤ３２が所定の方向に回転運動し、連結ロッド１２を作動させてバックドア２が図２に示す全開状態に向けて開動作することになる。そして、バックドア２が図２に示す全開状態となると電動モータ２０は停止されることになる。反対に、バックドア２が全開状態のときに図示しないバックドア開閉スイッチがオフされると電動モータ２０は逆転され、それにともない出力ギヤ３２も逆転されてバックドア２は閉動作することになる。
【００３６】
図６は図４に示すアクチュエータユニットの変形例を示す断面図であり、図７は図６に示すクランクアームの変形例を示す断面図である。図６、図７においては前述した部材に対応する部材には同一の符号が付されている。
【００３７】
図６に示すアクチュエータユニット７０は、その基本的な構造は図４に示すアクチュエータユニット１１と同様な構造となっている。このアクチュエータユニット７０では、アクチュエータユニット１１において出力ギヤ３２を支持するためにギヤケース２２に固定されて設けられていた支持ピン３０に替えて、ボールベアリング７１，７２によりギヤケース２２に回転自在に支持される出力軸としての出力シャフト７３が設けられている。そして、この出力シャフト７３にはクランクアーム７４が固定されている。つまり、減速ギヤ機構２１を介して出力ギヤ３２に伝達されるアマチュアシャフト２５の回転は、さらに出力シャフト７３を介してクランクアーム７４に伝達され、クランクアーム７４を揺動運動させるようになっている。そして、連結ロッド１２はボールジョイントのソケット１２ｃがこのクランクアーム７４の先端部７４ａに設けられたボールジョイントのスタッド７４ｃに連結されるようになっており、クランクアーム７４の揺動運動をバックドア２に伝達するようになっている。
【００３８】
このクランクアーム７４はその固定部７４ｂが、出力ギヤ３２に対してサブシャフト４５に設けられた大径スパーギヤ６０と同一側つまり車両下方側にて出力シャフト７３に固定されており、また、その先端部７４ａが大径スパーギヤ６０に対して出力ギヤ３２側つまり車両上方側であり、且つ、出力ギヤ３２の外周面より外側に配置されるように曲げて形成されている。したがって、クランクアーム７４の固定部７４ｂは、減速ギヤ機構２１におけるピニオンギヤ４７と大径スパーギヤ６０とからなる車両下方側の列の延長上に位置することになり、また、その先端部７４ａはウォーム２６、ウォームホイル４６、小径スパーギヤ６１および出力ギヤ３２からなる車両上方側の列の延長上に位置することになる。したがって、このクランクアーム７４は、減速ギヤ機構２１を構成するギヤ列の車両上下方向の厚み寸法の範囲内に位置することになり、このようなクランクアーム７４を用いた場合であってもこのアクチュエータユニット７０の車両上下方向の厚み寸法を薄くすることができる。また、連結ロッド１２は、このクランクアーム７４の先端部７４ａに車両下側において連結されるようになっているので、この先端部７４ａにおけるボールジョイントのソケット１２ｃも減速ギヤ機構２１を構成するギヤ列の車両上下方向の厚み寸法の範囲内に位置することになり、このアクチュエータユニット７０の車両上下方向の厚み寸法を拡大しない。また、クランクアーム７４により揺動運動される連結ロッド１２の揺動半径は、クランクアーム７４の先端部７４ａが出力ギヤ３２の外周面より外側に配置されていることにより、出力ギヤ３２に連結される場合よりも大きなものとなる。つまり、このクランクアーム７４により、出力ギヤ３２を大型化しなくとも連結ロッド１２の揺動ストロークを拡大することができる。
【００３９】
このように、本発明のアクチュエータユニット７０では、クランクアーム７４をその固定部７４ｂにおいて出力ギヤ３２の車両下方側にて出力シャフト７３に固定し、また、その先端部７４ａを車両上方側であり、且つ、出力ギヤ３２の外周面より外側に配置されるように曲げて形成し、さらに、連結ロッド１２をこのクランクアーム７４の先端部７４ａの車両下側に連結するようにしたので、このクランクアーム７４と連結ロッド１２のボールジョイントのソケット１２ｃとが減速ギヤ機構２１を構成するギヤ列の車両上下方向の厚み寸法内に収まることになり、このアクチュエータユニット７０の車両上下方向の厚み寸法を薄くすることができる。
【００４０】
また、クランクアームとしては、図６に示す形状に限らず、図７に示すように、出力ギヤ３２に対して出力シャフト７３の車両上下方向の両側で固定される形状のクランクアーム７５としてもよい。これにより、クランクアーム７５の剛性が向上することになり、連結ロッド１２からクランクアーム７５に入力されるバックドア２からの荷重を確実に支持することができる。また、連結ロッド１２のボールジョイントのソケット１２ｃが連結されるスタッド７４ｃが固定される面を車両に垂直にも配置することが可能になるので、連結ロッド１２の配置の自由度を向上させることができる。
【００４１】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。たとえば、前記実施の形態においては、出力軸としてギヤケース２２に固定された支持ピン３０が用いられ、この支持ピン３０に対して出力ギヤ３２が回転自在に設けられているが、これに限らず、ギヤケース２２にボールベアリング等により回転自在に支持された出力シャフトを設け、出力ギヤ３２をこの出力シャフトに固定するようにしてもよい。また、中間軸としてギヤケース２２に回転自在に支持されたピニオンシャフト４２とサブシャフト４５とを設け、これらのシャフト４２，４５にギヤを固定することによりそれぞれのギヤが回転自在となるようにされているが、これに限らず、中間軸をギヤケース２２に固定されたピン部材として、これらのピン部材に対してボールベアリング等により回転自在にギヤを設けるようにしてもよい。
【００４２】
また、前記実施の形態においては、減速ギヤ機構２１にはウォームホイル４６とピニオンギヤ４７とを動力伝達状態と動力遮断状態とに切り替える電磁クラッチ５０が設けられているが、これに限らず、電磁クラッチ５０を用いず、ウォームホイル４６を直接ピニオンシャフト４２に固定するようにしてもよい。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、入力ギヤの回転を減速して出力ギヤに伝達する複数の大径ギヤおよび小径ギヤによって形成されるギヤ列が要する軸方向の幅寸法をこれらのギヤの軸方向の２列分の幅寸法に収めることができるので、この車両用自動開閉装置の厚み寸法を薄くすることができる。
【００４５】
また、本発明によれば、車両用自動開閉装置の厚み寸法を薄くすることができるので、この車両用自動開閉装置を車両のルーフ部に配置した場合には、車室内における天井パネルをより上方に設定することが可能となり、車両の居住性等を向上させることができる。
【００４６】
さらに、本発明によれば、出力部材は入力軸より車両後方側に配置されているので、アクチュエータユニットの車両後方側における車両上下方向の寸法を特に小さくすることができる。したがって、車両の後端部におけるルーフパネルが車両の下方向に傾斜させられてより上下方向に薄くなったルーフ部にもこの車両用自動開閉装置を配置させることができる。
【００４７】
さらに、本発明によれば、クランクアームは大径ギヤと小径ギヤとによるギヤ列の厚み寸法の範囲内に収められるので、この車両用自動開閉装置の厚み寸法を薄くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態であるパワーバックドア機構を備えた車両の一部であって、バックドアが全閉状態のときを示す側面図である。
【図２】図１に示す車両の一部であって、バックドアが全開状態のときを示す側面図である。
【図３】図２に示すパワーバックドア機構の詳細を示す断面図である。
【図４】図３に示すアクチュエータユニットの詳細を示す断面図である。
【図５】アクチュエータユニットと連結ロッドとの連結部の詳細を示す斜視図である。
【図６】図４に示すアクチュエータユニットの変形例を示す断面図である。
【図７】図６に示すクランクアームの変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 車両
２ バックドア
３ ルーフ部
４ ヒンジ
４ａ 開閉中心軸
１０ パワーバックドア機構
１１ アクチュエータユニット
１２ 連結ロッド
１２ａ ロッド部
１２ｂ、１２ｃ ソケット
１３ ルーフパネル
１４ 天井パネル
１４ａ 開口部
１５，１６ 取付ブラケット
１７ アーム
１７ａ スタッド
２０ 電動モータ
２１ 減速ギヤ機構
２２ ギヤケース
２３ クラッチ収容部
２４ ギヤ収容部
２５ アマチュアシャフト
２６ ウォーム
３０ 支持ピン
３１ ボールベアリング
３２ 出力ギヤ
３２ａ スタッド
３３ 出力ギヤユニット
３４ スリット
３５，３６ シュー
３７，３８ ねじ部材
４０，４１ ボールベアリング
４２ ピニオンシャフト
４３，４４ ボールベアリング
４５ サブシャフト
４６ ウォームホイル
４７ ピニオンギヤ
５０ 電磁クラッチ
５１ 駆動ディスク
５１ａ 摩擦面
５２ 従動ディスク
５２ａ 摩擦面
５３ コイル部
６０ 大径スパーギヤ
６１ 小径スパーギヤ
７０ アクチュエータユニット
７１，７２ ボールベアリング
７３ 出力シャフト
７４ クランクアーム
７４ａ 先端部
７４ｂ 固定部
７４ｃ スタッド
７５ クランクアーム
Claims (5)
- 車両後端部のルーフ部に配置され、ヒンジを介して車両の後端部に上下方向に開閉自在に装着される開閉部材を自動的に開閉する車両用自動開閉装置であって、
入力ギヤが設けられ、電動モータにより駆動される入力軸と、
前記車両に垂直に配置される出力軸と該出力軸に設けられる出力ギヤとを備え、前記入力軸よりも車両後方側に配置されるとともに前記開閉部材に連結される出力部材と、
前記出力軸に対してそれぞれ平行となって前記入力軸と前記出力軸との間に配置され、それぞれ大径ギヤと小径ギヤとが設けられる複数の中間軸とを有し、
相互に隣り合って配置されるそれぞれの中間軸に設けられ相互に噛み合う大径ギヤと小径ギヤとからなるギヤ対の同一面側に、相互に非噛み合い状態となってそれぞれの中間軸に設けられる前記大径ギヤと前記小径ギヤを互いに隣接させて配置し、
複数の前記中間軸のうち最も車両前方側の中間軸に設けられた大径ギヤに前記入力ギヤを噛み合わせるとともに、複数の前記中間軸のうち最も車両後方側の中間軸に設けられた小径ギヤに前記出力ギヤを噛み合わせたことを特徴とする車両用自動開閉装置。 - 請求項１記載の車両用自動開閉装置において、前記出力軸にクランクアームを設け、前記クランクアームに前記開閉部材を連結したことを特徴とする車両用自動開閉装置。
- 請求項２記載の車両用自動開閉装置において、前記クランクアームを前記出力ギヤに対して複数の前記中間軸のうち最も出力軸側の中間軸に設けられた大径ギヤと同一側で前記出力軸に固定したことを特徴とする車両用自動開閉装置。
- 請求項２または３記載の車両用自動開閉装置において、前記クランクアームの先端部を前記大径ギヤに対して前記出力ギヤ側且つ前記出力ギヤの外周面より外側に配置し、前記先端部に前記開閉部材を連結したことを特徴とする車両用自動開閉装置。
- 請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用自動開閉装置において、前記入力軸は前記電動モータのアマチュアシャフトであり、前記アマチュアシャフトの回転は最も車両前方側の中間軸に電磁クラッチを介して伝達されることを特徴とする車両用自動開閉装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002146800A JP3984502B2 (ja) | 2002-05-21 | 2002-05-21 | 車両用自動開閉装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002146800A JP3984502B2 (ja) | 2002-05-21 | 2002-05-21 | 車両用自動開閉装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003336440A JP2003336440A (ja) | 2003-11-28 |
| JP3984502B2 true JP3984502B2 (ja) | 2007-10-03 |
Family
ID=29705674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002146800A Expired - Lifetime JP3984502B2 (ja) | 2002-05-21 | 2002-05-21 | 車両用自動開閉装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3984502B2 (ja) |
-
2002
- 2002-05-21 JP JP2002146800A patent/JP3984502B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003336440A (ja) | 2003-11-28 |
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